4.4 Kortlægning af kemiske stoffer i kalken

4.4.1 Kortlægning af klorid i grundvandet

I kalkmagasiner er kloridindholdet i grundvandet en meget væsentlig kemisk parameter da kloridindholdet ofte sætter en begrænsning på indvinding af grundvand til drikkevandsformål (se også afsnit 3.5). I kalkmagasinerne kan et højt kloridindhold både stamme fra naturlige kilder eller menneskeskabte kilder. Ofte vil der være flere kilder til klorid i grundvandet og dette vil resultere i en akkumuleret kloridkoncentration. Indvinding fra kalkmagasiner i Danmark foregår blandt andet i de tættest befolkede områder med relativ lille grundvandsdannelse. Her er der et stort behov for drikkevand, og der foregår derfor en kraftig indvinding med risiko for indtrængning af salt grundvand enten i form af marint infiltrationsvand, salt marint residualt grundvand eller salt mineralsk grundvand.

Problemstillinger
Et problematisk højt kloridindhold større end grænseværdien på 250 mg/l i kalkmagasiner kan stamme fra flere kilder:

Naturlige kilder:

  • Marint residualt grundvand i kalken

Indvindingspåvirkede kilder:

  • Indtrængning af salt marint infiltrationsvand i kystnære områder
  • Optrængning af marint residualt grundvand f.eks. under åer
  • Optrængning af salt mineralsk grundvand f.eks. i forkastninger

Kilder på jordoverfladen:

  • Anvendelse af vejsalt
  • Anvendelse af gødning i landbruget etc.

Anbefalinger
Generelt anbefales det at følge anvisningerne i Geo-vejledning 6 ”Kemisk grundvandskortlægning” (Hansen m.fl., 2009b) ved kortlægning af grundvandskemien i kalkmagasiner. Geo-vejledningen giver konkrete anbefalinger til arbejdsgang, datahåndtering, beskrivelse af vandindvindingen, indsamling af nye data, præsentationer, tolkning af kemiske processer herunder identifikation af vigtige processer og problemstoffer.

Desuden anbefales det at klassificere grundvandstyperne i kalkmagasinerne på baggrund af definitionerne i Larsen & Berger (2006), som er gengivet i appendix E.

Viden om påvirkning af det ferske grundvand med det salte grundvand kræver en præcis kortlægning af saltvandsgrænsen (se afsnit 4.3).

Viden om kilderne til klorid i grundvandet kan opnås ved brug af indikatorstoffer. F.eks. kan indholdet af bromid give indikationer på kilden til klorid og bromid anbefales derfor medtaget i analyseprogrammet i forbindelse med udførelse af undersøgelsesboringer i grundvandskortlægningen (Kristiansen m.fl., 2009).

I stærkt urbaniserede områder med mistanke om påvirkning fra vejsalt anbefales det, at inddrage en vurdering af grundvandsressourcens påvirkning fra vejsaltning f.eks. ved opstilling af et risikoværktøj baseret på en grundvandsmodel (Kristiansen m.fl., 2009).

4.4.2 Kortlægning af andre naturlige kemiske stoffer

Grundvandets kemiske sammensætning i kalkmagasiner er langt overvejende et resultat af naturlige kemiske processer. Kalkligevægt og opløsninger af karbonater med kuldioxid i det nedsivende vand er en grundlæggende naturlig kemisk proces der kontrollerer koncentrationen af en række ioner i grundvandet som f.eks. indholdet af calcium, magnesium og hydrogenkarbonat samt pH. Ligeledes påvirkes koncentrationen af jern og mangan i reduceret grundvand i kalkmagasinerne af forskellige typer karbonatudfældninger. Ionbytningsprocesser er også almindelige i kalkmagasiner da der ofte ikke er ligevægt mellem saltindholdet i vandfasen og i den faste fase. Ionbytningsprocesser påvirker koncentrationen af kationer i grundvandet som f.eks. natrium og calcium, og påvirker dermed også kalkopløsningen.

Problemstillinger
Opløsning af mineraler i kalkmagasinerne kan føre til frigivelse af en række stoffer som er problematiske for grundvandskvaliteten. Fluoridholdigt grundvand i kalkmagasiner skyldes opløsning af fluoridholdige mineraler såsom fluorit/flusspat eller fosforit, som også kan være påvirket af ionbytning. Det tyder på at strontiumholdigt grundvand i kalkmagasiner skyldes opløsning af en mineralogisk kilde som f.eks. coelestin, og at opløsningen også kan være påvirket af ionbytning. Forekomsten af arsenholdigt grundvand i kalkmagasiner skyldes sandsynligvis et kompleks samspil mellem frigivelse af arsen ved pyritoxidation, udfældning i jernoxider og efterfølgende reduktiv opløsning af jernoxider med infiltrerende grundvand med reaktivt organisk stof.

Anbefalinger
Generelt anbefales det at følge anvisningerne i Geo-vejledning 6 ”Kemisk grundvandskortlægning” (Hansen m.fl., 2009b) ved kortlægning af grundvandskemien i kalkmagasiner. Geo-vejledningen giver konkrete anbefalinger til arbejdsgang, datahåndtering, beskrivelse af vandindvindingen, indsamling af nye data, præsentationer, tolkning af kemiske processer herunder identifikation af vigtige processer og problemstoffer.

Desuden anbefales det at klassificere grundvandstyperne i kalkmagasinerne på baggrund af definitionerne i Larsen & Berger (2006), som er gengivet i appendix E.

Den rumlige fordeling af naturlige kemiske stoffer i kalkmagasiner kan undersøges ved en kombination af flowlogging, der kortlægger indstrømningshorisonter, og niveauspecifik vandprøvetagning. I nogle tilfælde kan der på grundlag heraf tilrettelægges en indvindingsstrategi der begrænser indholdet af eventuelle problemstoffer.

I områder med arsen i den øvre del af kalkmagasinerne og hvor der indvindes fra dybere sprækkezoner i hydraulisk kontakt med den højtliggende del af kalken, kan der være risiko for at trække arsen ned til indvindingszonen. Omvendt kan der i områder hvor der forekommer for høje arsen-koncentrationer i de øvre dele af kalken, være mulighed for at lokalisere dybere indvindingszoner med tilstrækkeligt lave koncentrationer af arsen. Det kan være muligt hvis der optræder udbredte lavpermeable lag i kalken, og hvis grundvandsdannelsen til de dybere lag foregår i områder hvor der ikke frigives arsen fra sedimenterne (Kjøller m.fl., 2009). I kalkmagasiner i områder med forhøjede koncentrationer af arsen anbefales det derfor at undersøge dybere dele af grundvandsmagasinet og kortlægge de grundvandskemiske forhold i dybe opsprækkede zoner. Samtidig anbefales det at undersøge om der er risiko for, at øget infiltration til de dybere lag kan medføre nedtrængning af arsenholdigt grundvand.

Ved kortlægning af grundvandet i kalkmagasiner bør der være speciel fokus på de naturlige problemstoffer fluorid, strontium og arsen. I nogle kalkmagasiner kan der også optræde andre naturlige problemstoffer end de tre nævnte, og der bør naturligvis også være fokus på disse.

4.4.3 Kortlægning af kemiske stoffer påvirket af menneskelig aktivitet

Grundvandets kemiske sammensætning i kalkmagasiner bærer ofte præg af kemiske processer påvirket af menneskelige aktiviteter.

Kraftig indvinding af grundvand kan påvirke grundvandskvaliteten i kalkmagasinerne negativt idet det øgede flow af iltende stoffer (ilt og nitrat) omkring indvindingsboringen på grund af den øgede vandstrømning kan resultere i et øget forbrug af reduktionskapacitet (f.eks. pyrit). Et eksempel er barometerånding, pyritoxidation og frigivelse af nikkel. Et andet eksempel, som er mere uafhængigt af magasinbjergarten, er forceret pyritoxidation, stigende sulfatindhold og nitrat i grundvandet, som også er koblet til udvaskning af nitrat fra landbrugsaktiviteter.

Problemstillinger
Sænkning af grundvandsspejlet på grund af kraftig indvinding kan forcere oxidationen af sulfidmineraler. Et eksempel er oxidation af nikkelholdige sulfidmineraler ved barometerånding. Nikkel frigivet til grundvandet vil efterfølgende bindes sekundært til manganoxider, lermineraler eller karbonater. Den sekundært bundne nikkel kan frigives igen ved hævning af grundvandsspejlet og vil kunne mobiliseres lokalt (inden for 500 m) omkring indvindingsboringen.

Ligeledes kan kraftig indvinding også resultere i et uhensigtsmæssigt højt indhold af nitrat i grundvandet hvis reduktionskapaciteten opbruges eller ikke kommer i spil på grund af en relativ hurtig vandstrømning i forhold til den kemiske reaktionsrate.

Det er velkendt at landbrugsaktiviteter resulterer i udvaskning af nitrat til grundvandet, hvilket også gør sig gældende for kalkmagasiner. Specielt på Sjælland beskytter forholdsvis tynde lerdæklag (5-15 m) de dybere kalkmagasiner mod nitratforurening, mens opsprækkede kalkaflejringer med tynde dæklag på f.eks. Djursland, omkring Aalborg og i Nordjylland blandt andet resulterer i nitratsårbare kalkmagasiner.

Generelt øger kombinationen af opsprækket moræneler og stor befolkningstæthed samt manglende dæklag over kalkmagasinerne risikoen for udvaskning af miljøfremmede stoffer til grundvandet.

Anbefalinger
Generelt anbefales det at følge anvisningerne i Geo-vejledning 6 ”Kemisk grundvandskortlægning” (Hansen m.fl., 2009b) ved kortlægning af grundvandskemien i kalkmagasiner. Geo-vejledningen giver konkrete anbefalinger til arbejdsgang, datahåndtering, beskrivelse af vandindvindingen, indsamling af nye data, præsentationer og tolkning af kemiske processer, herunder identifikation af vigtige processer og problemstoffer.

Udover at anvende redox-vandtyperne i Geo-vejledningen anbefales det at klassificere grundvandstyperne i kalkmagasinerne på baggrund af definitionerne i Larsen & Berger (2006) som er gengivet i appendix E.

Den rumlige fordeling af problemstoffer i kalkmagasiner kan undersøges ved en kombination af flowlogging der kortlægger indstrømningshorisonter og niveauspecifik vandprøvetagning. I nogle tilfælde kan der på grundlag heraf tilrettelægges en indvindingsstrategi der begrænser indholdet af eventuelle problemstoffer.

Ved kortlægning af grundvandet i kalkmagasiner bør der være speciel fokus på problemstoffet nikkel som følge af en eventuel overudnyttelse af grundvandsressourcen. Det vurderes at nikkelproblemer i kalkmagasinerne på Sjælland i overvejende grad er knyttet til lokale nikkelplagede indvindingsboringer. Nikkelproblemer kan søges løst ved fysisk at forhindre ilttilførsel til den umættede zone via boringskonstruktionen, og ved driftsteknisk at forhindre eller reducere en eventuel sekundær nikkelfrigivelse betinget af vandspejlshævning (Jensen m.fl., 2003). Desuden kan alternative indvindingsmuligheder formentlig i mange tilfælde findes inden for kort afstand (400-500 m) af nikkelplagede indvindingsboringer (Kjøller m.fl., 2006).

Nedbringelse af indholdet af nitrat i drikkevandet kan også søges løst driftsteknisk ved at sprede indvindingen og pumpe mere regelmæssigt så store sænkninger af grundvandsspejlet undgås.

Ved kortlægning af nitrat i grundvandet i kalkmagasiner skal der laves en stofspecifik udpegning af nitratfølsomme indvindingsområder på baggrund af en vurdering af kalkmagasinernes nitratsårbarhed efter anvisninger i Zoneringsvejledningen (MST, 2000) og Geo-vejledning 5 ”Vurdering af grundvandsmagasiners nitratsårbarhed” (Hansen m.fl., 2009a).

4.4.4 Særlige forhold ved overvågning af kalkmagasiner

Der er behov for overvågning af grundvandet i kalkmagasinerne i forbindelse med opfølgning på konkrete indsatsplaner. Det overordnede formål med denne overvågning er at skabe et tilstrækkeligt fremtidigt datagrundlag som gør det muligt fremover, fortsat at administrere grundvandet i området på et solidt og bæredygtigt grundlag.

Den anbefalede overvågning skal beskytte grundvandsressourcen både med hensyn til mængde og kvalitet. Der er behov for at følge variationer i grundvandsstanden, de oppumpede vandmængder og grundvandets kemiske sammensætning. Et andet vigtigt formål med overvågningen er at kunne vurdere konsekvenserne af eksempelvis ændrede oppumpningsmønstre eller klimatiske forandringer for de vandmængder der er til rådighed for vandforsyningen.

Forslag til en overvågningsplan for kalkmagasiner kan med fordel udarbejdes med udgangspunkt i allerede foreliggende kortlægningsresultater og viden. De konkrete anbefalinger til overvågning af grundvandet kan omfatte udpegning af eksisterende boringer der er anvendelige til at belyse specifikke formål. Udover de eksisterende boringer kan der dog også være behov for at etablere nye boringer afhængig af problemstillingerne i det konkrete område.

Problemstillinger
Der er behov for at overvåge grundvandets kemiske sammensætning for at kunne lave effektmålinger af indsatsplanen, og for at kunne identificere uønskede udviklingstendenser som enten skyldes forurening fra arealanvendelsen eller ændring i grundvandets strømningsretning, der påvirker grundvandskvaliteten i kalkmagasinet negativt, for eksempel ved oppumpning af saltpåvirket eller nikkelholdigt vand.

Anbefalinger
Der skal indsamles oplysninger om variationer i grundvandsstand og indvindingsmængde, således at det sikres at en eventuel overudnyttelse af grundvandsressourcerne bliver konstateret i tide. Systematiske observationer af variationer i såvel grundvandsstand som indvindingsmængde er en forudsætning for at kunne vurdere om det er nødvendigt at foretage justeringer i det eksisterende indvindingsmønster. Disse data indsamles til dels allerede i dag på vandværkerne, men der kan være et behov for en udbygning af omfanget af pejlinger, både med hensyn til antal filtre og pejlefrekvens.

Overvågning af grundvandsstanden bør ske ved pejling i udvalgte, hensigtsmæssigt placerede boringer. Dette kan ske dels i særlige pejleboringer tilknyttet de enkelte vandværker, og dels i strategisk placerede pejleboringer der på et overordnet niveau dækker den samlede tilgængelige ressource i området. På denne måde dækkes såvel de allerede udnyttede magasiner som potentielt fremtidige indvindingsområder.

Særligt ved kalkmagasiner hvor forureningstruslen ofte kommer nedefra i form af saltvand, skal det overvejes at placere overvågningsfiltre dybere end indvindingsniveauet.

Overvågning af grundvandskvaliteten bør bygge på to elementer. For det første vandværkernes egenkontrol i produktionsboringer og pejleboringer og for det andet skal der, som et led i indsatsplanerne, etableres en særlig målrettet overvågning af relevante magasiner hvor påvirkningen fra identificerede problemstoffer i kalkmagasinerne overvåges:

  1. Indtrængning af saltvand og kloridpåvirkning af grundvandet (se afsnit 4.3 og 4.4.1)
  2. Naturlige kemiske stoffer (fluorid, strontium, arsen mv., se afsnit 4.4.2)
  3. Kemiske stoffer påvirket af menneskelige aktiviteter (nikkel, sulfat, nitrat, miljøfremmede stoffer mv., se afsnit 4.4.3)

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *